TWIP(孪晶诱发塑性)钢同时实现了高强度和高韧性的结合,已在汽车行业中广泛应用,但其合金元素含量高,焊接性较差。将TWIP钢与价格低廉且力学性能及焊接性较好的LC(低碳)钢复合,制备双金属复合材料,可以弥补单一 TWIP钢的不足,扩大其应用范围。本文采用扩散焊和热轧-温轧法两种工艺分别制备出TWIP/LC双层和LC/TWIP/LC三层复合板。扩散焊焊接温度分别为1000℃和1100℃,加入Fe-Si-B非晶合金作为中间层,焊后试样分别加热至850℃、900℃、950℃进行淬火处理。制备三层复合板时,先用SPS将三层板连接,再进行轧制处理。轧制时三层板总高度相同,LC/TWIP/LC层厚比分别为1:1:1,1:2:1,1:6:1。并用相同的工艺制备了加入Fe基非晶中间层的三层复合板,以探究非晶中间层对复合板组织和性能的影响。用金相显微镜和电子探针(EPMA)分析了两种工艺制备的复合板界面组织形貌和成分。采用显微硬度计检测了界面的硬度。利用电子万能试验机及高分辨扫描电镜对轧制后复合板的拉伸性能和断口形貌进行了分析。扩散焊方法制备的TWIP/LC双层复合材料晶粒粗化,Si元素由中间层向两侧基体均匀扩散,且温度越高扩散量越多,界面结合越好。为提高复合材料的力学性能,将扩散焊后试样进行不同温度的淬火处理。淬火后LC钢侧生成马氏体组织,显微硬度提高。淬火加热温度850℃,保温10 min,水冷后的试样显微硬度较加热温度900℃和950℃相同保温时间和冷却方式的试样硬度高。轧制工艺制备的LC/TWIP/LC三层复合板界面结合紧密,没有孔隙、裂纹等缺陷。TWIP/LC界面处Mn元素的扩散现象明显。轧制后材料位错密度增加,晶粒细化,硬度提高。轧制前TWIP钢和LC钢的平均显微硬度分别为260 HV、160 HV,轧制后未加中间层试样的TWIP钢和LC钢侧平均显微硬度分别为517 HV、260 HV(添加中间层试样的TWIP钢和LC钢侧平均显微硬度分别为540 HV、295 HV)。拉伸试验结果表明TWIP钢芯三层复合板的强度和伸长率与三层板的厚度比成正比,符合ROM法则。在拉伸过程中两侧钢板的晶粒发生协调变形,裂纹首先出现在LC钢一侧,随后裂纹扩展,最终在TWIP/LC界面形成贯穿的连续裂纹。由于Fe基非晶未完全熔化,且在界面出现脆性相,导致添加中间层的复合板抗拉强度和延伸率均低于未加中间层的复合板。